Hannover 2003 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 17: Festkörperlaser 2

Q 17.5: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 17:30–17:45, E001

Kohärente Kopplung von Faserverstärkern — •Sven Höfer, Holger Zellmer, Jens–Peter Ruske und Andreas Tünnermann — Friedrich–Schiller–Universität Jena, Institut für Angewandte Physik, Max–Wien–Platz 1, 07743 Jena

Optische Faserverstärker in MOPA–Systemen sind ein sehr vielversprechendes Konzept zur einfachen und kompakten Realisierung von ultrastabilen Strahlungsquellen mit hohen Ausgangsleistungen im Bereich über 100 W bei beugungsbegrenzter Strahlqualität. Nichtlineare Effekte begrenzen aber die Skalierung einzelner Verstärker. Die kohärente Kopplung überwindet dieses Problem durch den parallelen Einsatz mehrerer Verstärker.

In unserem Experiment verwenden wir einen Mach–Zehnder–Aufbau zur Kopplung je zweier Verstärker, die sich in den Armen des Interferometers befinden. Als Signalquelle setzen wir einen monolithischen Ringlaser (NPRO) mit Emission bei 1064 nm ein. Die 20 m lange Doppelkernfaser in jedem Verstärker besitzt einen D–förmigen Pumpkern mit 400 µm Durchmesser. Die Geometrie des Yb–dotierten Kerns mit 10 µm Durchmesser bei einer NA von 0,08 gewährleistet den Verstärkerbetrieb in der Grundmode. Die Phasendifferenz zwischen zwei Verstärkern wird dabei durch eine Regelelektronik mittels thermo- und elektrooptischer Phasenmodulatoren für langsame und schnelle Phasenvariationen korrigiert.

Durch die Strahlvereinigung am Spiegel bleibt die beugungsbegrenzte Strahlqualität der Verstärkerfasern erhalten. Koppeleffizienzen im Bereich um 95% konnten bei stabilem Betrieb erreicht werden. Details zur Verstärkung und Regelung werden vorgestellt.